Šis raksts galvenokārt ievieš oglekļa tērauda skrūves materiālu sastāvu un mehāniskās īpašības, ko parasti izmanto rūpniecībā. Citi, piemēram, alumīnija sakausējumi, vara sakausējumi, niķeļa sakausējumi, titāna sakausējumi vai supersakausējumi, arī ir dažādas īpašības un pielietojumi.
Ferosakausējumu hroma saturs pārsniedz 12%, ko sauc par nerūsējošo tēraudu, jo hroms ir neorganisks elements, tādēļ nerūsējošā tēraudam ir laba izturība pret koroziju, jo augstāks ir hroma saturs, jo labāk izturība pret koroziju. Visi nerūsējošie tēraudi satur oglekli papildus dzelzi un hromu. Ogleklis var palielināt cietību, bet tam ir nelabvēlīga ietekme uz koroziju, jo hroms un ogleklis var veidot karbīdi. Hroms karbīda vidū nesatur antioksidantu īpašības. Ja oglekļa saturs palielinās, arī jāpalielina hroma saturs, pretējā gadījumā korozijas izturība pasliktināsies, tādēļ lielākā daļa nerūsējošā tērauda oglekļa satura ir ļoti zema un oglekļa saturs ir stingri jāpārbauda. Bez tam, visi nerūsējošie tēraudi satur citus leģējošos elementus. Katram elementam ir savas īpašības. Piemēram, niķelis ir viens no vissvarīgākajiem elementiem, kas var būtiski uzlabot izturību pret koroziju, zemas temperatūras trauslumu un augsto temperatūru. Turklāt visi svarīgākie leģējošie elementi ir molibdēns, varš, silīcijs, alumīnijs, selēns, sērs, antimons, kobalts, titāna uc, un to sastāvdaļas var kontrolēt un formulēt, lai iegūtu vēlamās mehāniskās īpašības.
Iemesls, kāpēc nerūsējošais tērauds nav viegli no rūsas, ir tādēļ, ka metāla virsma dabiski veidos neredzamu oksīda plēvi, kas var novērst turpmāku oksidēšanu. Skrūves, piemēram, kalšanas galvas un pagriešanās laikā, apstrādājot, virsma var būt piesārņota ar mazām metāla daļiņām, ko rada rīka veidņu apstrāde, un turpmāka termiskā apstrāde var izraisīt piesārņojumu. Ja skrūve tiek ražota bez tīrīšanas pēc tās izgatavošanas, šķiet, ka rūsa izskats nav produkta rūsa. Faktiski tas ir radies piemaisījumu vai piemaisījumu aprakt uz virsmas. Tādēļ nerūsējošā tērauda skrūvēm pirms sūtījuma jānotīra skābi. Virsma ātri izveidos oksīdu plēvi un noņem virsmas piesārņotājus.
Nerūsējošais tērauds ir sadalīts četrās kategorijās: austenīts, ferīts, martensīts un nokrišņu-sacietējošais tērauds, un katram ir savas priekšrocības un trūkumi. Austenīta nerūsējošais tērauds ir visplašāk izmantotais. No tā ir izgatavotas apmēram 80% no nerūsējošā tērauda skrūvēm. Tās mikrostruktūra galvenokārt ir austenīts. Galvenie sakausēšanas elementi ir hroms un niķelis. Kamēr tas ir atdzisis, tā mehāniskās īpašības var uzlabot. . Parasti lietots saturs ir 18% no hroma, 8% niķeļa sauc par 18-8 vai 300 sērijām. Korozijas izturība ir labāka nekā ferīta un martensīta nerūsējošā tērauda, un tā nav magnētiska. Tam ir lielāka izturība ļoti zemā temperatūrā vai augstā temperatūrā. Un laba stingrība. Austenīta nerūsējošie tēraudi ietver 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 un 347.
303 un 303 Se (17/19% hroma, 8/10% niķeļa) ir viegli pagriezt un nav piemēroti aukstam virsrakstam. 304 (18/20% hroma, 8 / 10,5% niķeļa, 0,08% vai mazāk oglekļa) ir piemērots aukstiem un karstiem tīģeļiem, un tam ir laba izturība pret koroziju. To parasti izmanto, lai ražotu sarežģītas, liela izmēra karstās darba skrūves. 305 (17/19% hroma, 10,5 / 13% niķeļa) samazina darba sacietēšanas ātrumu un ļauj viegli aukstai formēšanai. 384 (15/17% hroma, 17/19% niķeļa, 0,08% vai mazāk oglekļa) ir speciāli izmantots aukstiem kaltiem riekstiem un šķērsgriezuma skrūvēm. Sakarā ar augstu niķeļa saturu, darba sacietēšanas ātrumu var samazināt. 384 Pēc aukstās pozīcijas joprojām nav magnētisms, bet pēc citu austenīta nerūsējošo tēraudu pēc aukstās virsmas būs nedaudz magnētisks un jāatsina, lai atjaunotu nemanagenas īpašības. XM7 (17/19% hroma, 8/10% niķeļa, 3/4% vara) ir uzlabots 302 ar labāku aukstu virsmu un zemākas izmaksas par 305, 384. 316 (16/18% hroma, 10/14% niķeļa, 2/3% molibdēna un 0,08% vai mazāks oglekļa daudzums) ir lieliski izturīgi pret koroziju halogēnu dēļ, pateicoties molibdēna klātbūtnei, un paaugstinātā temperatūrā tie joprojām ir augstāki nekā citi austenīta nerūsējošie tēraudi. Augsta stiepes izturība un latentā intensitāte. 321 (17/19% hroma, 9/12% niķeļa) un 347 (17/19% varš, 9/13% niķeļa) ir stabili nerūsējošie tēraudi. Tām ir laba izturība pret koroziju pat temperatūrā līdz 820 ° C. Aviācijas un kosmosa rūpniecības vai skrūves, kas tiek izmantotas, lai piesārņotu vidi ar augstu temperatūru vai ķīmiskām vielām.
Ferīta nerūsējošā tērauda mikrostruktūrā dominē ferīts, kas veido apmēram 5% no nerūsējošā tērauda skrūvēm. Galvenais sakausēšanas elements ir hroms. Tam ir magnētiskās īpašības un tā ir labāka izturība pret koroziju nekā martensīts. Citu elementu saturs ir ļoti mazs, un šis nerūsējošais tērauds ir īpaši izturīgs pret rūsēšanu un koroziju. Skrūvju izgatavošanai tiek izmantotas 430 skrūves (14/18% hroma, 0,12% vai mazāk oglekļa). Tās galvenokārt tiek izmantotas aukstajā pozīcijā un karstā virsrakstā. Sēra pievienošana 430F var uzlabot griešanās ātrumu. Ja jūs apsvērsiet ekonomiku, materiālu izmaksas un izturību pret koroziju, izvēlieties ferīta nerūsējošo tēraudu, lai skrūves būtu piemērotākas. Gan ferīta un austenīta nerūsējošos tēraudus nevar dzēst, un tos var stiept un auksti pastiprināt, lai uzlabotu to izturību un cietību, bet to plastika pasliktinās, tāpēc tos parasti attīra, lai novērstu atlikušo spriegumu un atjaunotu plēvumu.
Martensīta nerūsējošā tērauda mikrostruktūra martensīts, apmēram 10% no nerūsējošā tērauda skrūvēm, un galvenais sakausējuma elements - magnētisks - ir hroms, lai iegūtu visaugstākās mehāniskās īpašības, kā arī SAE 5, 8, ASTM A449, A354 BD līmeņa aproksimācija. Tomēr korozijas izturība ir sliktāka nekā austenīta un ferīta nerūsējošā tērauda. Skrūves parasti izgatavotas no 400 sērijas materiāliem, piemēram, 410, 416, 416 Se un 431.
410 (12,5 / 13,5% hroma, ogleklis zem 0,15%) ir līdzīgs SAE 5. vai A449 pakāpei. Pēc termiskās apstrādes tas var palielināt izturību un to var viegli auksti un karsti. Pateicoties zemā hroma saturam, tas ir lētākais visās nerūsējošā tērauda. Ja korozijizturība pret SAE 5 cinkotajām vai ar kadmiju pārklātajām skrūvēm ir nepietiekama, tā vietā var izmantot 410.
416 un 416 Se (12/14% hroma, mazāk par 0,15% oglekļa, sēra vai arsēna), var būt vislabākais no visiem nerūsējošā tērauda, mehāniski ekvivalents 410. 431 (15/17% hroma, 1,25 / 2,5% niķelis un 0,2% vai mazāk oglekļa) parasti tiek izmantoti kosmosa skrūvju ražošanā. Pateicoties to izturībai un izturībai pret koroziju, tās ir viegli aukstas un karstas. Mehāniskās īpašības nav mazākas par SAE 8 un ASTM A354 BD klases.
Nogatavojušās tērauda skrūves veido 5% no nerūsējošā tērauda skrūvēm, un to izmantošana ir kļuvusi arvien svarīgāka. Tiem piemīt izturība pret koroziju, kas ir salīdzināma ar austenīta īpašībām un liela izturība, kas līdzinās martensīta īpašībām. Piemēram, 630 (15,5 / 17,5% hroma, 3/5% niķeļa, 0,07% vai mazāk oglekļa, 0,15 / 0,45% itrija un itrija), kas pazīstams arī kā 17-4PH, ir visizplatītākais nokrišņu cietināšanas tērauds skrūvju ražošana, izņemot augstas izturības. Plastika ir arī laba, un tā var izturēt augstu un zemu temperatūru.